文/Pia Sch?ble

自動(dòng)化對(duì)人工操作的沖擊液體處理系統(tǒng)提供了更好的樣本制備

文/Pia Sch?ble

圖1：液體介質(zhì)在實(shí)驗(yàn)室中無(wú)處不在，高效處理液體介質(zhì)常需要自動(dòng)化解決方案。

Nevolab有限責(zé)任公司的領(lǐng)導(dǎo)人Manfred Lorenz先生表示：“在科學(xué)研究機(jī)構(gòu)中，能夠簡(jiǎn)單重復(fù)再現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有十分重要的意義，當(dāng)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的移液步驟由人工手動(dòng)操作時(shí)十分容易出現(xiàn)錯(cuò)誤，該項(xiàng)工作不僅需要耗費(fèi)相當(dāng)多的時(shí)間，還要耗費(fèi)大量精力。完成50次移液后注意力將會(huì)被分散，也可能無(wú)意中放錯(cuò)了移液容器。

高精度的實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化系統(tǒng)

就實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化而言，移液的類型及方法同樣值得考慮：在美國(guó)的一家生物技術(shù)公司中進(jìn)行的一次對(duì)比試驗(yàn)顯示，將實(shí)驗(yàn)員人工手動(dòng)移液結(jié)果與移液機(jī)器人移液結(jié)果進(jìn)行對(duì)比后顯示，實(shí)驗(yàn)員采用的移液方式不同，結(jié)果各有所異，當(dāng)反向移液時(shí)，反應(yīng)容器中殘留的液體經(jīng)常超出規(guī)定殘留量。

據(jù)人工手動(dòng)移液結(jié)果顯示：在精度差異較大的情況下，與移液機(jī)器人液壓結(jié)果相比，差異越大，液壓技術(shù)規(guī)范規(guī)定的理論值差異越大。Lorenz先生表示：“在極端情況下，該種移液方式可導(dǎo)致整套實(shí)驗(yàn)傳遞結(jié)果失敗。不僅浪費(fèi)了許多時(shí)間，而且損害實(shí)驗(yàn)室聲譽(yù)、浪費(fèi)本不應(yīng)該浪費(fèi)的試驗(yàn)材料及價(jià)格不菲的化學(xué)試劑?！睘榱四軌蚺懦斯な謩?dòng)樣本制備過(guò)程中的不確定因素，實(shí)現(xiàn)更高的重復(fù)再現(xiàn)率，實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化系統(tǒng)最佳。大多數(shù)情況下，液體處理機(jī)器人是大型實(shí)驗(yàn)室選擇，經(jīng)常需要一筆較多投資。因此，Nevolab公司專門(mén)研發(fā)設(shè)計(jì)了一種Samplify系列的小型液體處理機(jī)器人。其中的Robot型和Samplify P型價(jià)格相對(duì)較低，能夠與實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的儀器設(shè)備配套使用；因此，不必全面更換實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有設(shè)備及裝備。

圖2：Samplify-XL型移液機(jī)器人最多可同時(shí)完成20塊96孔及384孔多孔板移液，適用于檢測(cè)分析工作量大的實(shí)驗(yàn)室及制定解決方案。

DIN A3尺寸規(guī)格的工作性能

作為一種經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的入門(mén)級(jí)產(chǎn)品，Samplify Robot液體處理機(jī)器人適用于高品質(zhì)自動(dòng)化分析天平。外形尺寸為375 mm×375 mm×60 mm，占用面積小于一張A3紙，尺寸不高，不使用時(shí)方便收藏。使用時(shí)搬運(yùn)較為便捷：重量只有5.1公斤，可以毫不費(fèi)力的將其放置于任何工作地點(diǎn)。所需要的電力一般為230 V或110 V普通電源。其Z軸行程運(yùn)動(dòng)力量為3.6牛頓，最大行程為190毫米。

Z軸精度為：行程120毫米時(shí)誤差約0.22毫米，具有遠(yuǎn)高于人工手動(dòng)移液的重復(fù)精度。移液器吸嘴容量為0.1～12.5 mL。Samplify Robot移液機(jī)器人適用于試管架中敞口小瓶、試管、樣本瓶以及多孔板上具有較大空腔的容器在移液過(guò)程中使用。

Samplify P為液壓機(jī)器人進(jìn)一步研發(fā)產(chǎn)物，其外形尺寸為375 mm×375 mm ×60 mm，包括：液體處理單元，整個(gè)重量為8.7公斤，較Robot型略重。它以其強(qiáng)大的Z軸性能著稱：最大行程190毫米，工作行程120毫米，持續(xù)工作力為50牛頓。該型號(hào)的運(yùn)動(dòng)精度高達(dá)0.1毫米，非常適合與一次性吸嘴配套使用、能夠較好完成0.5～20微升小量移液。P型移液機(jī)器人可同時(shí)處理5塊96孔及384孔多孔板液壓工作。因此，可以在較大的樣本量處理過(guò)程中使用。必要時(shí)也可在該臺(tái)液壓機(jī)器人旁配置一臺(tái)可更換吸嘴的轉(zhuǎn)換套件，便于簡(jiǎn)單更換吸嘴，也能夠同時(shí)使用帶隔板安培瓶。

軟件助您實(shí)現(xiàn)更多應(yīng)用

不僅是Samplify Robot型移液機(jī)器人，Samplify P型移液機(jī)器人的底板同樣具有PTFE聚四氟乙烯涂層，用于惰性材料的制造。因此，幾乎適用于在所有實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中工作使用。它們的用途并不僅僅局限于液體移液。兩種型號(hào)的移液機(jī)器人都可以與搖勻器、攪拌器、溫控器、數(shù)據(jù)處理設(shè)備等在樣本制備、液體介質(zhì)定量控制及移液中配套使用；在配制原液或一系列稀釋過(guò)程中使用、作為自動(dòng)進(jìn)樣器自動(dòng)采樣或者作為分餾收集器使用。因此，它不僅可以在自然科學(xué)實(shí)驗(yàn)室中應(yīng)用也可以在質(zhì)量檢驗(yàn)、食品生產(chǎn)技術(shù)、環(huán)境保護(hù)技術(shù)和生命科學(xué)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室中使用。

在自動(dòng)移液系統(tǒng)研發(fā)設(shè)計(jì)過(guò)程中，Nevolab公司對(duì)操作使用的簡(jiǎn)單性給予極高關(guān)注并設(shè)計(jì)專業(yè)軟件Samplify Script保障使用操作的簡(jiǎn)單性。Lorenz先生介紹說(shuō)道，“直觀操作界面能夠讓沒(méi)有豐富編程知識(shí)的實(shí)驗(yàn)室工作人員也能夠做適當(dāng)調(diào)整，從而節(jié)約寶貴時(shí)間?！痹撥浖到y(tǒng)可以簡(jiǎn)單安裝在筆記本電腦、臺(tái)式計(jì)算機(jī)或平板電腦之中，通過(guò)專用的功能模塊控制移液機(jī)器人工作，便可節(jié)約通風(fēng)柜或?qū)恿鲀艋謨?nèi)寶貴的空間。

本刊提示

液體處理自動(dòng)化：在自動(dòng)化設(shè)備取代人工操作，排除實(shí)驗(yàn)室操作失誤的一項(xiàng)重要出錯(cuò)根源，但是由于該系統(tǒng)操作的復(fù)雜性使得其像從前一樣易成為實(shí)驗(yàn)室工作出錯(cuò)的根源。為了保證在各次試驗(yàn)分析過(guò)程中具有較高的重復(fù)再現(xiàn)比率及確保儀器設(shè)備使用的靈活性，必須對(duì)操作順序及操作順序的變型給予嚴(yán)格監(jiān)控，從而確保所有操作控制在嚴(yán)格規(guī)定范圍內(nèi)進(jìn)行。

可擴(kuò)展并與其他儀器設(shè)備配套使用

這些移液自動(dòng)化設(shè)備完全可以根據(jù)各個(gè)實(shí)驗(yàn)室實(shí)際檢測(cè)配置，例如，Nevolab公司提供射頻筆、條形碼閱讀器、腳踏開(kāi)關(guān)、標(biāo)簽打印機(jī)及專用注射器等輔具；利用這些輔具就可方便的擴(kuò)展液壓機(jī)器人的工作范圍。它同樣可以輕松將其集成到由其他生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的系統(tǒng)及儀器設(shè)備中去，例如，集成到其■

圖3：Samplify系列自動(dòng)化移液器可同時(shí)應(yīng)用于通風(fēng)柜。

圖4：Samplify系列移液機(jī)器人的模塊化結(jié)構(gòu)使其可與許多種附件配套工作。

為滿足高檢測(cè)分析工作量及特殊的實(shí)驗(yàn)分析流程要求，Nevolab公司還專門(mén)提供SamplifyXL型移液機(jī)器人，面積為960×600 mm，明顯更大；最高可同時(shí)完成20塊96孔及384孔多孔板移液，移液量在0.5 μL至12.5 mL之間，移液精度為0.01 mm，液體試劑材料的定量控制、拾取及放置等用戶要求的特殊操作同樣可以毫無(wú)問(wèn)題的完成。

Nevolab公司Lorenz先生表示：“根據(jù)需要，自動(dòng)化移液機(jī)器人同樣可與不同的附件配套使用，例如，與卡爪、探測(cè)器及多頭移液器等設(shè)備配套使用，同樣適用于藥品生產(chǎn)領(lǐng)域里完成藥劑灌裝并在3D打印技術(shù)領(lǐng)域中進(jìn)行原材料定量控制，使得實(shí)驗(yàn)室工作更經(jīng)濟(jì)、移液機(jī)器人維護(hù)保養(yǎng)工作量極少、移液精度穩(wěn)定一致。另外，它同樣能夠節(jié)約價(jià)格昂貴的試劑并能夠讓實(shí)驗(yàn)員在工作的同時(shí)完成其他更重要的工作。”

樣本制備或移液等都是實(shí)驗(yàn)室的日常工作，當(dāng)這些工作都是由人工手動(dòng)完成時(shí)，十分容易出錯(cuò)。仔細(xì)閱讀本文，您會(huì)詳細(xì)了解到實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化系統(tǒng)如何將錯(cuò)誤率降到最低。

本文作者來(lái)自慕尼黑市，Gebhardt–Seele ABOPR流程工藝技術(shù)辦公室。